高考化学实验复习题及答案 (97)

高考化学实验复习题及答案

50．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同回答下列问题：

探究一设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验（夹持仪器略）。

（1）硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。

（2）反应前A中投放碎瓷片的目的是防止暴沸。

（3）装置E中的现象是黑色固体变红，右端管壁有水珠。

探究二设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸后，将所得溶液分成两份。

（4）一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液未变血红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为Fe3O4和Fe。

（5）另一份用胶头滴管加入酸性KMnO4溶液（填试剂）出现溶液紫色褪去（填现象），可以证明溶液中存在Fe2+。

【分析】【探究一】（1）铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气；

（2）水的沸点为100℃，较低，给液体加热时容易发生暴沸现象，加入碎瓷片可防止暴沸；

（3）装置E为氢气还原氧化铜的装置，氧化铜为黑色，铜为光亮的红色；

【探究二】在验证反应后黑色固体的成分时，检验Fe3+，最佳试剂为KSCN溶液；在确定存在Fe3+时，检验Fe2+，可用酸性KMnO4溶液。由于酸性KMnO4溶液与盐酸发生反应，所以在溶解反应后的黑色固体时，不能用盐酸，也不能用硝酸（因为HNO3可氧化Fe2+），可用稀硫酸，据此解答。

（4）铁离子和KSCN反应生成络合物而使溶液呈血红色，亚铁离子和KSCN不反应；

（5）据酸性高锰酸钾溶液具有氧化，亚铁离子具有还原性分析。

【解答】解：【探究一】（1）A中铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应

的化学方程式为：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，

故答案为：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；

（2）水的沸点为100℃，较低，液体加热时容易发生暴沸现象，碎瓷片多孔，加入碎瓷片引入沸点中心，其作用是防止暴沸，

故答案为：防止暴沸；

（3）氧化铜为黑色，装置E中氢气还原氧化铜，反应为：CuO+H2Cu+H2O，现象为：黑色固体变红，右端管壁有水珠，

故答案为：黑色固体变红，右端管壁有水珠；

【探究二】

（4）若溶液未变血红色，则溶液中不存在铁离子，可推断硬质玻璃管B中固体物质中一定存在Fe，3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分

为Fe3O4和Fe，

故答案为：Fe3O4和Fe；

（5）亚铁离子具有还原性，检验亚铁离子时，另一份用胶头滴管加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，可以证明溶液中存在Fe2+，

故答案为：酸性KMnO4溶液；溶液紫色褪去。

【点评】本题考查物质的性质实验，为高频考点，把握发生的反应为解答关键，侧重分析与实验能力的考查，充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，题目难度中等。